淺析大型水輪發電機組機械電動盤車技術

陶亮

摘 要：大型水輪發電機組在安裝過程中把一個機械盤車和電動盤車兩種方式，機組盤車對單元軸調整中發揮著關鍵作用。柘溪水力發電廠推力軸承設置3個波紋彈性油箱和彈性金屬塑料瓦，打開框架安裝完成后進行盤車，采用機械電氣盤車裝置，其特點是：純力偶矩驅動器，統一速度、停止點準確，使轉子處在自由狀態下，軸向徑向無干擾，較高的可控性。

關鍵詞：水輪發電機組；機械電動盤車；柘溪水電站；機組軸線；軸線調整

0 引言

在大型發電機的維護，經常需要慢慢旋轉整個單元部分，也就是盤車。電動盤車轉子和發電機接上直流電，分別使用固定的交叉作用力，使緩慢的旋轉。電動盤車速度甚至更容易控制而且受力均勻，單元軸向的影響很小，機組轉動位移的可控性高于機械轉動的盤車方式。因此，測量和調整機組軸線和磨削軸承墊等，一般采用電動盤車的方法。

1 單位的基本概況

柘溪電廠位于湖南省中部，在安化縣境內長江支流資水中游的。1962年投產發電，總裝機容量為1015MW。柘溪電廠4號發電機，型號TS854/190-44，額定有功功率75MW，額定電壓13.8kV，額定電流3690kA，通風系統為雙路斗型風扇封閉循環，哈爾濱電機廠1966年制造，1968年投入運行。1985年，經過一系列改造，發電機出力由72.5MW提高至90MW。

2 盤車目的、方法和盤車裝置

水輪發電機組轉動部分一般是采用人工的方法，將機組慢慢轉向、逐點轉動，使用的主要方法一般是百分表測量機組軸線相關部分擺度。盤車過程是水電機組安裝的過程中是非常重要的程序數據的好壞直接影響水力發電機組的安全穩定運行，所以盤車的整個過程要保證真實有效。盤車要通過以下3種測試工作：

（1）軸是否垂直；

（2）水、發主軸是否同心；

（3）透鏡板和軸線是否垂直。

只有滿足上述3個條件，才會達到轉向的效果。

柘溪水力發電廠使用的是機械電氣盤車設備，是哈爾濱豐溢電力設備有限公司研究和開發的新型產品。一般設備通過固定上機架6電機協調制動機制，推動發電機端板上齒輪軸，形成一個作用于機組轉動的純力偶力矩，從而實現緩慢均勻旋轉驅動。轉動方向和機組操作方向為順時針，電動盤車型號為FYP100-2，轉動速度是15分鐘/rpm，擺線針輪減速機和驅動電動機功率3kW.電動盤車裝置結構如圖1所示。

3 盤車應具備的條件

根據柘溪水力發電廠水電站機組的設計結構，確保機組盤車數據的真實可靠，機組盤車前應具備以下條件：

（1）保證每一塊推力軸承瓦受力均勻，鏡板處于絕對水平狀態。

（2）4塊下導瓦固定在4個軸線方向，使下導瓦和發電機轉子軸滑（軸領）0.02～0.05mm之間的間隙，是要是為了防止軸線的徑向位移，并根據軸環和下導瓦涂上潔凈的透平油。

（3）上機架安裝完成后，上機架徑向基在儲備基坑預留鋼筋時，焊接要牢靠；定子坐標系與上機架軸使用同一塊連接的焊接、固定，頂絲在定子頂部的底座板上頂緊。

（4）驅動電機和減速機在整體和上機架幀中央36顆M24×70和36顆M12×70螺栓栓緊、牢靠。使用20顆m24×60和20顆M56×100螺栓使盤車大齒輪支座和上軸頂部栓緊牢固。

（5）清除轉動部分和固定部分的異物。

（6）固定部分和轉動部分之間間隙的檢查，保證旋轉部分旋轉一圈和固定無摩擦和觸摸。

（7）在每盤車前用剎車片頂轉子5mm，鎖定制動后，鏡板之間和推力瓦涂干凈的透平油作為潤滑劑，使其減少摩擦，均勻涂抹表面形成一層很薄的油膜。

（8）各層百分表通過讀取和記錄，統一指揮，逐點進行測量并記錄。

4 盤車工藝

4.1 測量點選擇和位置的設定

根據柘溪水電機組的結構特點，根據導軸承軸頸、下導軸承軸頸、水導軸承軸頸、發電機軸法蘭、渦輪機軸法蘭、鏡面板、表面鏡面板、圓柱轉子中心體低，轉子中心體分裂圓頭，推力圓柱總共10各部位，+X+Y現場建立了20塊的百分表，作為盤車轉折點，相應的對應要求。對每一個測量位置進行編號根據1～8沿著逆時針的順序，平均分為8個相等的部分，每個部分對應點，上下相應的，在每一個監測站點有8各測點，十個部分共80分。

4.2 盤車測量

空轉第一轉，研究人員密切關注每個地方有沒有異常，無一例外，確保電動機運行是可靠的。第一圈空轉無異常后，所有的百分表歸零，把起始點數據進行記錄，并開始1環盤車。每轉動一個點，停止運行，進行數據記錄，直到回到最初的起點，完成第一圈盤車。需要重點注意的是，記錄數據點要具有可靠性，每一個停止，確定傳動齒輪和軸系脫開，保證整個軸系不受干擾影響，讓軸系處于一個自由狀態，消除軸系產生傾斜的現象。所以每一個停車點都要電動翻轉電機，使得傳動鍵軸脫離大軸。

盤車時一般采用百分表測量測點數據，在記錄的時候，分配四人分別在4個部分來測量，測量項目一般分為：轉輪上下宮間隙測量；測量轉子之間的氣隙。測量時：在底部上定1點測量；轉輪上定1點測量；定子組1點測量；固定在轉子1點測量，共4個部分。把百分表調為零，確保盤車數據的正確性，進行第二次盤車和記錄數據，進行兩個盤車數據進行對比分析，得出相對準確的數據。

5 盤車的注意事項

（1）轉子支臂上的倒鋼絲繩工作要采取防止人員和物品墜落的措施。

（2）盤車中需進行的檢修工作時，應將風閘投入，頂起轉子。

6 盤車數據分析

柘溪水力發電廠1號機組整體盤車后，+X+Y方向轉動的方向數據吻合，盤車+Y面板數據。

柘溪電站盤車關于尺寸：鏡板直徑4.8m，水輪機軸向長度5.29m，發電機軸向長度6.235m，上導軸承中心在摩擦表面鏡面板間距4.815m，鏡板摩擦表面下導軸承中心間距2.44m，鏡板摩擦表面至水發聯組合表面間距5.23m，鏡板之間的摩擦表面和水導軸承中心間距8.589m。在上、下導軸承和法蘭的位置，相對擺度不大于0.03mm/m，水導軸承位置，擺的相對程度不大于0.05mm/m，在任何情況下，水導軸承擺的絕對擺度不得超過0.35mm。

盤車擺度偏差計算：

（1）上導軸頸最大凈擺度0.1mm，相對擺度：0.1mm/4.815m=0.02mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（2）在低軸法蘭最大凈擺度為-0.04mm，渦輪機軸法蘭最大凈擺度0.11mm，相對擺度：0.11mm/5.23m=0.02mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（3）水導軸頸和最大凈擺度0.07mm，相對擺度：0.07mm/8.589m=0.008mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（4）測量鏡板最大軸向跳動0.06mm<0.2mm，滿足要求。

從盤車轉向計算數據，4號機組軸線相對較好。

7 結束語

實踐證明，柘溪水水電站水輪發電機組的機械電氣盤車方法簡單，易于現場操作，節省時間，節約能源，停止點準確，沒有虛度時間，軸在軸向和徑向無干擾，高精度盤車，方式也比較靈活，可以真實的反應軸線的狀態。根據柘溪水力發電廠4號組實踐結果，機組振動和搖擺的程度數據滿足設計和規范要求，說明這種方法和程度的計算是可行的。

參考文獻

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（作者單位：湖南省電力公司柘溪水力發電廠）